Кремний аноддору батарея өнөр жайында чоң көңүл бурду. Салыштырмалуулитий-иондук батареяларГрафит аноддорун колдонуу менен алар 3-5 эсе чоң кубаттуулукту камсыздай алышат. Чоң кубаттуулук батареянын ар бир заряддалгандан кийин узакка иштей тургандыгын билдирет, бул электр унааларынын жүрүү аралыгын бир топ узартат. Кремний көп жана арзан болгону менен, Si аноддорунун заряддоо-разряддоо циклдери чектелүү. Ар бир заряддоо-разряддоо циклинде алардын көлөмү бир топ кеңейет, ал тургай алардын сыйымдуулугу төмөндөйт, бул электрод бөлүкчөлөрүнүн сынышына же электрод пленкасынын деламинациясына алып келет.

Профессор Чан Вук Чой жана профессор Али Коскун жетектеген KAIST командасы 20-июлда кремний аноддору бар чоң кубаттуулуктагы литий-иондук батареялар үчүн молекулярдык шкив желими жөнүндө кабарлашты.

KAIST командасы молекулярдык шкивдерди (полиротаксандар деп аталат) батарея электроддорун байланыштыруучу материалдарга интеграциялаган, анын ичинде электроддорду металл субстраттарга бекитүү үчүн батарея электроддоруна полимерлерди кошкон. Полиротандагы шакекчелер полимер скелетине буралып бекитилет жана скелет боюнча эркин кыймылдай алат.

Полиротандагы шакекчелер кремний бөлүкчөлөрүнүн көлөмүнүн өзгөрүшү менен эркин кыймылдай алат. Шакекчелердин тайгаланышы кремний бөлүкчөлөрүнүн формасын натыйжалуу сактай алат, ошондуктан алар үзгүлтүксүз көлөмдүн өзгөрүшү процессинде ажырабайт. Белгилей кетчү нерсе, майдаланган кремний бөлүкчөлөрү да полиротан желимдеринин жогорку ийкемдүүлүгүнөн улам биригип кала алат. Жаңы желимдердин функциясы учурдагы желимдердин (адатта жөнөкөй сызыктуу полимерлер) функциясынан кескин айырмаланат. Учурдагы желимдердин ийкемдүүлүгү чектелүү жана ошондуктан бөлүкчөлөрдүн формасын бекем сактай албайт. Мурунку желимдер майдаланган бөлүкчөлөрдү чачыратып, кремний электроддорунун сыйымдуулугун азайтып же ал тургай жоготуп коюшу мүмкүн.

Автор муну фундаменталдык изилдөөлөрдүн маанисинин эң сонун далили деп эсептейт. Полиротаксан өткөн жылы "механикалык байланыштар" концепциясы үчүн Нобель сыйлыгын жеңип алган. "Механикалык байланыш" - бул коваленттик байланыштар, иондук байланыштар, координациялык байланыштар жана металлдык байланыштар сыяктуу классикалык химиялык байланыштарга кошула турган жаңы аныкталган түшүнүк. Узак мөөнөттүү фундаменталдык изилдөөлөр батарея технологиясынын көптөн бери келе жаткан көйгөйлөрүн күтүлбөгөн ылдамдыкта акырындык менен чечип жатат. Авторлор ошондой эле учурда алар ири батарея өндүрүүчүсү менен биргеликте молекулярдык шкивдерди чыныгы батарея продукцияларына интеграциялоо үчүн иштеп жатышканын белгилешти.

Түндүк-Батыш университетинин 2006-жылдагы химия боюнча Нобель сыйлыгынын лауреаты сэр Фрейзер Стоддарт мындай деп кошумчалады: “Механикалык байланыштар энергия сактоочу чөйрөдө биринчи жолу калыбына келди. KAIST командасы тайгалак шакекче полиротаксандардагы механикалык байланыштыргычтарды чеберчилик менен колдонуп, альфа-циклодекстрин спиралындагы полиэтиленгликолду функционалдаштырды, бул рынокто литий-иондук батареялардын иштешинде чоң жетишкендикти белгиледи, анткени шкив формасындагы агрегаттар механикалык байланыштыргычтар менен колдонулат. Кошулмалар кадимки материалдарды бир гана химиялык байланыш менен алмаштырат, бул материалдардын жана жабдуулардын касиеттерине олуттуу таасирин тийгизет.